Quy trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ bao gói vô trùng

Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................................1
DANH SÁCH THÀNH VIÊN....................................................... Error! Bookmark not defined.
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................................................3
Chế biến sữa tiệt trùng .............................................................................................................4

A.

Nguyên liệu..........................................................................................................................4

I.
1.

Sữa tươi .........................................................................................................................4

2.

Sữa hoàn nguyên và sữa tái chế : ..................................................................................5

3.

Các nguyên liệu khác: ...................................................................................................5
Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng .......................................................................6

II.
III.

Giải thích quy trình công nghệ..........................................................................................7

1.

Chuẩn hóa ......................................................................................................................7

2.

Bài khí (Deaeration): .....................................................................................................8

3.

Đồng hoá .......................................................................................................................9

4.

Tiệt trùng UHT ( Ultra High Temperature )................................................................10

5.

Rót sản phẩm ...............................................................................................................13

6.

Hoàn thiện sản phẩm ...................................................................................................14
Sản phẩm sữa tiệt trùng UHT ............................................................................................14

7.
B.

CÔNG NGHỆ BAO GÓI VÔ TRÙNG .................................................................................15

I.

Khái niệm...............................................................................................................................15
Ứng dụng ...........................................................................................................................15

II.
III.

Công nghệ bao gói vô trùng ............................................................................................16

1.

Các công nghệ đóng lon “cổ điển”..............................................................................16

2.

Công nghệ bao gói vô trùng ........................................................................................17

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

1


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long
a.

Lịch sử .....................................................................................................................17

b.

Sản phẩm “Aseptic”.................................................................................................19

3.

Nguyên tắc hoạt động của máy chiết rót vô trùng .......................................................19

4.

Nguyên tắc công nghệ vô trùng ...................................................................................22

IV.

a.

Tiệt trùng bao bì.......................................................................................................22

b.

Quá trình hình thành ống giấy kín – mối hàn dọc. ..................................................25

c.

Máy chiết rót Tetra Pak ...........................................................................................27

e.

Bô điều khiển dây chuyền........................................................................................28

f.

Máy màng co ...............................................................................................................28
Bao bì Aseptic .................................................................................................................30

1.

Cấu tạo .........................................................................................................................30

2.

Đặc điểm:.....................................................................................................................31

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

2


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

LỜI MỞ ĐẦU
Sữa là một nguồn dinh dưỡng vô cùng quý giá của con người. Sữa chứa nhiều
protein, các acid béo, vitamin… là những chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con
người.Không những thế nó còn là thức uống yêu thích của người. Để đáp ứng nhu cầu
lớn về sữa của con người, thì chúng ta cần phải tạo ra một lượng lớn sản phẩm sữa dinh
dưỡng và an toàn. Muốn làm được như vậy thì cần phải có quy trình công nghệ nhất định
và đặc biệt là phải bảo quản thật tốt.Như vậy bao bì là một phần quan trọng không thể
thiếu.
Hiểu được tầm quan trọng đó, nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiểu quy trình công nghệ

sữa tiệt trùng và bao bì của chúng.Bài tiểu luận tìm hiểu về các công đoạn để làm ra được
một sản phẩm hoàn chỉnh từ khâu xử lý sữa đến công đoạn chiết rót tiệt trùng. Tất cả đều
được thực hiện theo một chu trình khép kín.
Tuy đã cố gắng tìm hiểu tài liệu nhưng chắc chắn sẽ còn những sai sót, mong Thầy
góp ý để bài tiểu luận thêm hoàn chỉnh.
Chân thành cảm ơn Thầy !

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

3


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

A. Chế biến sữa tiệt trùng
Nguyên liệu

I.

1. Sữa tươi

Thường sử dụng 3 nguyên liệu chính : sữa bò, sữa dê và sữa cừu. tại Việt Nam sử dụng
chủ yếu là sữa bò. Thành phần hoá học của sữa bò như sau:
hành phần

Tỉ lệ

Nước

87,1%

protein

3.4%

Chất béo

3,9%

Carbohydrate

4,8%

khoáng

0,8%

 Protein :
Hàm lượng cao nhất là casein có 4 loại α s ,β, γ,κ . Tồn tại ở dạng micelle và bị
đông tụ ở ph 4,6 ngoài ra còn các protein hoà tan( β-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,
pepton….) và không bị đông tụ ở ph 4,6.
 Chất béo :
Chủ yếu là triglyceride ngoài ra còn có diglyceride, cholesteride, ceride……
chiếm một lượng rất nhỏ
 Carbohydrate:
Thành phần carbohydrate là đường lactose tồn tại ở 2 dạng : α-lactose
monohydrate, β-lactose anhydrous.
 Chất khoáng :
Tồn tại ở dạng hoà tan hoặc dạng keo (kết hợp với casein), chiếm hàm lượng cao

nhất là calium, phosphore và magnesium
Ngoài các thành phần trên trong sữa tươi còn có các enzyme, vitamin, hormone,
các chất khí và các vi sinh vật.
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

4


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Sữa sau khi được xử lý sơ bộ ( lọc , bài khí , làm lạnh ) được bảo quản ở nhiệt độ không
lớn hơn 4 0C. Cần đưa vào chế biến càng sớm càng tốt.
 Lưu ý:
* Trong sữa tươi đã qua xử lý sơ bộ nếu hàm lượng các vi sinh vật vượt quá 10 4 cfu/ml
thì thời gian bảo quản không quá 3 ngày
* Serum protein

là protein kém bền với nhiệt dễ bị đông tụ trong quá trình tiệt trùng và

làm ảnh hưởng đến cảm quam của thực phẩm. Một trong những yêu cầu quan trọng nhất
là hàm lượng serum protein trong sữa không vượt quá 0.4 g/l
2. Sữa hoàn nguyên và sữa tái chế :

 Sữa hoàn nguyên ( reconstituted milk ):
Là sữa được pha chế bằng cách hoà tan sữa bột với nước , có thể sử dụng sữa bột
nguyên kem (hàm lượng chất béo chiếm 26-33% lượng chất khô ) hoặc sữa bột gầy ( hàm
lượng chất béo 1%)
 Sữa tái chế (recombined milk ):
Là chất được pha chế bằng các phối trộn giữa bột sữa gầy với chất béo khan từ sữa

( anhydrous milk fat-AMF) với nước. Trong trương hợp không đủ sữa tươi các nhà sản
xuất sử dụng nguyên liệu là sữa hoàn nguyên và sũa tái chế để sản xuất sữa tiệt trùng.
 Lưu ý : Nước sử dụng để chuẩn bị sữa hoàn nguyên với sữa pha chế phải có các
chỉ tiêu chất lượng tương đương như nước uống.
3. Các nguyên liệu khác:

Chất béo khan từ sữa (AMF) và cream là sản phẩm chất béo được sản xuất từ sữa
hàm lượng không thấp hơn 99,8%. Cream thường có hàm lượng chất béo nằm trong
khoảng 35-40%, cả 2 chất này sử dụng để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tiệt
trùng. Chất hương và chất tạo màu được bổ sung vào để đa dạng hoá các chỉ tiêu cảm
quan của thực phẩm. Chất nhũ hoá và chất hiệu chỉnh độ nhớt thường được dùng khi sử
dụng nguồn nguyên liệu là sữa hoàn nguyên hoặc sữa tái chế để sản xuất sữa tiệt trùng.
Saccharose sử dụng ở dạng tinh thể thường được bổ sung vào để bổ sung độ ngọt cho
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

5


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

sản phẩm hàm lượng đường tinh luyện không thấp hơn 99,8% tuy nhiên ở các nước phát
triển thì ít khi bổ sung saccharose vào sũa tiệt trùng.
II.

Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng

Sau đây là sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng UHT:

SỮA TƯƠI

CHUẨN HOÁ

BÀI KHÍ

ĐỒNG HOÁ

TIỆT TRÙNG

BAO BÌ GIẤY VÔ
TRÙNG

RÓT SẢN PHẨM

HOÀN THIỆN

SỮA
TIỆT
TRÙNG
UHT
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

6


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

III.

Giải thích quy trình công nghệ

1. Chuẩn hóa

 Khái nệm:
Là quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tuỳ theo quốc gia và cơ sở
sản xuất mà hàm lượng sẽ khác nhau thông thường là 3,5%
Mục đích công nghệ: hoàn thiện
Nếu nguyên liệu có hàm lượng chất béo cao hơn so với yêu cầu thì người ta sẽ
tách bớt chất béo ra khỏi nguyên liệu. Ngược lại nếu hàm lượng thấp hơn so với yêu cầu
thì người ta sẽ bổ sung thêm chất béo ở dạng cream hoặc AMF
 Phương pháp thực hiện
Khi sữa nguyên liệu có lượng chất béo thấp : bổ sung thêm
chất béo sữa: (cream, AMF)
Sử dụng công thức

M1=M(C-B)/(A-B),M2=M(A-C)/(A-B), M=M1+M2
M1(kg): khối lượng cream sử dụng với hàm lượng béo A%
M2(kg): khối lượng sữa nguyên liệu với hàm lượng béo B%
M(kg): khối lượng sữa cần sản xuất với hàm lượng béo C%
Vd: nguyên tắc chuẩn hoá sữa tươi nguyên liệu có 4% béo còn sữa thành phần có 3%

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

7


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

 Thiết bị
Trường hợp hàm lượng chất béo trong sữa tươi cao hơn trong sưa thành phẩm: sử
dụng hệ thống chuẩn hoá sữa gồm có thiết bị truyền nhiệt, thiết bị ly tâm, các dụng cụ đo
tỉ trọng và lưu đồ dòng chảy, các van và hộp điều khiển.
Đầu tiên sữa tươi được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt làm tăng độ ấm của sữa lên
đến 55-56 độ c sau đó đưa vào thiế gị ly tâm để phân riêng thành hai dòng sản phẩm:
+ sữa gầy ( 0.1% ) là dòng sản phẩm có tỉ trọng cao
+ cream (40% béo ) là dòng sản phẩm có tỉ trọng thấp
Cuối cùng một phần cream phối trộn với dòng sữa gầy để tạo sản phẩm có chất
lượng đạt yêu cầu, các dụng cụ sẽ được kết nối với chương trình phần mềm để sử lý số
liệu nhò đó quá trìnhchuẩn hoá được thực hiện và điều khiển tự động

2. Bài khí (Deaeration):

- Mục đích công nghệ: tăng hiệu quả quá trình đồng hoá
tách bỏ các hợp chất bay hơi có mùi khó chịu trong sữa
và chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn.
- Các biến đổi : nếu nhiệt độ quá cao protein sẽ bị biến
tính đường và các aa sẽ bị phân huỷ.Nếu áp lực chân
không quá cao một lượng nước chưa kịp ngưng tụ sẽ
tách theo khí hao hụt thể tích sữa tổn thất nguyên liệu
-

Cách tiến hành
Dưới nắp thiết bị là bộ phận ngưng tụ (1) được nối với một bơm chân không người

ta thiết kế hệ thống vào và ra cho tác nhân lạnh của bộ phận ngưng tụ xuyên qua nắp thiết
bị sữa được bơm vào theo phương pháp tiếp tuyến với ống hình trụ qua cửa (2) các khí
phân tán và một phần hơi thoát ra khỏi sữa sẽ làm tăng tốc độ dòng chuyển động của sữa
theo các dòng xoáy đi suống phía đưới của thiết bị sữa được thoát ra ngoài theo cửa (3).

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

8


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long
3. Đồng hoá

 Mục đích công nghệ : quá trình đồng hoá sẽ xé nhỏ các hạt cầu béo và phân bố chúng
thật đều trong hệ nhũ tương, do đó hạn chế sự hiện tượng tách pha, kéo dài thời gian
bảo quản sản phẩm, ngoài ra còn mục đích hoàn thiện sản phẩm do làm tăng sự đồng
nhất của sản phẩm
 Các biến đổi của nguyên liệu:
o Vật lý : kích thước của hạt cầu béo giảm đi nhiệt độ sữa tăng nhẹ do tác động của
áp suất ( áp suất tăng 4 atm , nhiệt độ tăng thêm 1 0 C ).
o Hoá lý : diện tích giữa hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương sẽ tăng , từ đó làm
tăng sức căng bề mặt của các hạt cầu béo trong hệ.
 Thiết bị
Sử dụng thiết bị đồng hoá áp lực
cao, sữa sẽ được một bơm piston đưa vào
thiết bị đồng hoá. Bơm sẽ tăng áp lực cho
sữa lên đến 300-400 sau khi rời khe rồi
thoát ra khỏi thiết bị đồng hoá nhiệt độ của
sữa trước khi vào thiết bị khoảng 80-82 độ
c
Trong đó : 1 vòng van đồng hoá
2 vòng va đập
3 đế van

4 sơ đồ hệ thống



Nguyên lý làm việc : Khi chất lỏng được bơm lên áp suất cao đủ thắng lò xo van

đồng hoá được nâng lên khỏi đế van tạo khe hở hẹp giữa van và đế van chất lỏng sẽ ra

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

9


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

thoát khỏi khe hở khi một lượng chất lỏng đã thoát ra áp suất sẽ giảm lò xo đẩy van
đồng hoá hạ suống tỳ chặt vào đế van, chu kỳ được lặp lại liên tục.
 Lưu ý : khi gia nhiệt trực tiếp thì các micelle sẽ kết hợp lại với nhau tạo thành
khối micelle lớn dễ bị kết lắng do đó sản phẩm không đồng nhất do đó chúng ta sử
dụng áp suất cao để pha huỷ khối micelle hạn chế sự xuất hiện cạn lắng khi bảo quản
sữa tiệt trùng.
4. Tiệt trùng UHT ( Ultra High Temperature )

 Mục đích công nghệ: Bảo quản
 Các biến đổi của nguyên liệu:
 Vật lý :
Do nhiệt độ của quá trình thay đổi suốt quá trình tiệt trùng nên các chỉ tiêu vật lý
như độ nhớt , tỉ trọng .. sẽ thay đổi theo
 Hóa học :

Nhiệt độ tăng nên sẽ thúc đẩy một số phản ứng hoá học trong sữa. Vd : phản ứng
Maillard giữa đường khử và các acid amine tạo ra sản phẩm melanodine phản ứng thuỷ
phân vitamine, đặc biệt là vitamine C và các vitamine nhóm B...do thời gian chuyển hoá
nói trên xảy ra trong thời gian gắn nên mức độ chuyển hoá các hợp chất nói trên là
không đáng kể
 Hóa lý :
Nhiệt độ cao có thể làm biến tính một số phân tử protein,ngoài ra nếu chúng ta gia
nhiệt sữatươi bằng nhiệt trực tiếp và làm nguội trong quá trình chân không thì xảy ra một
số biến đổi hoá lý khác như bốc hơi nước, bài khí, ngưng tụ .....
 Sinh học và hoá sinh :
Các tế bào vi sinh vật và enzyme trong sữa bị vô hoạt
 Thiết bị
Tiệt trùng UHT gồm 3 giai đoạn: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội
+ Gia nhiệt :

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

10


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Có nhiều phương pháp để gia nhiệt, ở đây chúng ta sử dụng 2 phương pháp để làm
tăng nhiệt độ của sữa : gia nhiệt trực tiếp (trộn sữa với hơi nước ).
hơi
Sữa

Hơi
Sữa

gia nhiệt gián tiếp ( sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng)

+ Giữ nhiệt :
Thường là ống hình trụ được quấn theo đường xoắn ốc ở bên trong một thiết bị
hình trụ hoặc được lắp đặt theo hình chữ chi xung quanh là bộ phận cách nhiệt để hạn chế
sản phẩm giảm nhiệt độ.
+ làm nguội :

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

11


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Làm nguội qua 2 giai đoạn: làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không và làm
nguội về nhiệt độ theo yêu cầu khi kết thúc quá trình tiệt trung bằng các sử dụng thiết bị
trao đổi nhiệt dạng bản mỏng
 Như vậy hệ thống thiết bị tiệt trùng UHT gồm có :
o Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng :
Để gia nhiệt sơ bộ sữa tươi và làn nguội sữa về nhiệt độ theo yêu cầu khi kết thúc
quá trình tiệt trùng.
o Thiết bị phối trộn sữa và hơi nước :
Để gia nhiệt lên đến nhiệt độ tiệt trùng, thiết bị này dạng hình ống lồng ống, thành
ống bên trong được đục lỗ, sữa sẽ được bơm vào ống bên ngoài còn hơi nước sẽ được
bơm vào ống bên trong rồi thoát ra thành ống để phối trộn với sữa, sau đó hỗn hợp
sữa tươi sẽ được thoát ra ngoài thiết bị.

Cấu hình nhiều ống lồng trong một ống
o Ống dần hỗn hợp sữa và hơi :
Nhằm mục đích giữ nhiệt cho quá trình tiệt trùng, ống dẫn này được cách nhiệt
thật tốt để hạn chế sự giảm nhiệt độ của sữa trong giai đoạn giữ nhiệt của quá trình
tiệt trùng bồn hình trụ đướng có kết nối với hệ thống chân không: để làm nguội sữa sơ
bộ sau giai đoạn giữ nhiệt, đây là giai đoạn giữ nhiệt trong quá trình chân không
o Bơm và hệ thống đường dẫn:
Nguyên lý hoạt động : đầu tiên sữa sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng
bản mỏng để gia nhiệt đến 80 0C , sau đó sữa sẽ được bơm vào thiết bị gia nhiệt trực tiếp,
người ta sẽ phối trộn sữa tươi với hơi nước để nhiệt độ hỗm hợp đạt 145 0C tiếp theo hỗn
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

12


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

hợp này sẽ đi vào ống dẫn cách nhiệt thời gian lưu là 3-5 ngày kế tiếp hỗn hợp đi vào
thiết bị làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không để đạt yêu cầu về nhiệt độ để
chuẩn bị cho quá trình đòng hoá tiếp theo.
 Tiệt trùng sản phẩm trong bao bì theo hai cách :
 Gián đoạn

( tìm hình )

Thiết bị: retort có lắc đảo hoặc không
Chế độ : 110-120 oC, 15 – 40 phút
 Liên tục
Tiệt trùng hydrolock

Vùng tiệt trùng 132-140oC , 10-12 phút, thời gian 30-35 phút

1-

băng chuyền mang các hộp sản phẩm
2- van xoay chuyên chở lon hay chai vào và ra khỏi buồng chân không
3 – khu vực tiệt trùng
4- quạt cho hỗn hợp hơi – không khí
5- vùng làm nguội
6- các hộp sản phẩm trong bang truyền
7- vùng làm nguội bằng không khí
5. Rót sản phẩm

 Mục đích công nghệ: Hoàn thiện sản phẩm
 Các biến đổi nguyên liệu: Trong điều kiên vô trùng quá trình rót sản phẩm vào bao
bì giấy không làm biến đổi gây ảnh hưởng đến chất lượng sữa tiệt trùng
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

13


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

 Thiết bị : Sử dụng tủ rót vô trùng
Hiện nay người ta kết hợp tạo hình và tiệt trùng bao bì rồi rót sữa vào bao bì trên
cùng một hệ thống thiết bị rót. Thông dụng nhất là phương pháp sử dụng hoá chất và
nhiệt độ.
Để bao gói sữa tiệt trùng bao bì phải được cấu tạo tối thiểu 6 lớp vật liệu như sau
o Polyethylene : có tác dụng chống thấm nước

o Giấy : in các thông tin của sản phẩm lên bao bì
o Carton : tạo độ cứng cho bao bì
o Polyethylene: để kết nối phần carton với giấy nhôm
o Giấy nhôm : có tác dụng ngăn ngừa ánh sang từ môi trường bên ngoài tác động
đến sản phẩm, ngăn ngừa sự khuếch tán của nước và các cáu tử khác
o Polyethylene : giúc cho việc hàn kín bao bì dễ dàng bằng phương pháp ép nhiệt
o Ngoài lớp carton các lớp còn lại có độ dày rất mỏng xấp xỉ 20µ riêng lớp giấy
nhôm có độ dày mỏng hơn nữa
6. Hoàn thiện sản phẩm

 Mục đích công nghệ :
Bao gồm các công đoạn như in ngày sản xuất trên bao bì, gắn ống hút lên mỗi hộp
sữa , đóng block các hộp sữa lại với nhau.
 Các biến đổi của nguyên liệu :
Do sữa được dựng trong bao bì kín nên qua trình hoàn thiện không gây biến đổi
trong sản phẩm.
 Thiết bị :
Các thiết bị in ngày sản xuất lên bao bì, gắn ống hút, đóng block hiện nay được thực
hiện liên tục và tự động hoá.
7. Sản phẩm sữa tiệt trùng UHT
Chất lượng được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu sau đây:
o Chỉ tiêu cảm quan : màu sắc, trạng thái mùi và vị
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

14


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

o Chỉ tiêu hoá lý : tổng lượng chất khô, lượng chất béo, độ chua, hàm kương các
thành phần dinh dưỡng như lactose, protein, vitamine, khoáng……
o Chỉ tiêu vi sinh : tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm sợi, nấm men….
Bảo quản sữa tiệt trùng ở nơi thoáng mát và nhiệt độ phòng thời gian bảo quản sản phẩm
từ 3 đến 6 tháng.

B. CÔNG NGHỆ BAO GÓI VÔ TRÙNG
I.

Khái niệm

Là quá trình mà thực phẩm và bao bì được tiệt trùng riêng sau đó được chiết rót và làm
kín trong môi trường không khí vô trùng.
II.

Ứng dụng

 Sản phẩm tiệt trùng (sữa, sản phẩm sữa, nước rau quả, soup, sauce).
 Sản phẩm không tiệt trùng (các sản phẩm sữa lên men).

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

15


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

III.

Công nghệ bao gói vô trùng

1. Các công nghệ đóng lon “cổ điển”
Công nghệ đóng lon/chai và hấp tiệt trùng phát mình từ năm 1975.

Ở công nghệ đóng lon này, lon chứa và sản phẩm cùng được tiệt trùng bằng cấp cấp nhiệt
từ bên ngoài do vậy:
-

Việc sử dụng bao bì bị hạn chế, chỉ có thể sử dụng các loại bao bì chịu nhiệt tốt.

-

Nhiệt độ tiệt trùng dù đã đạt được giá trị để tiêu diệt tất cả vi sinh vật kể cả bào tử

nhưng do sản phẩm chứa trong lon chứa nên nhiệt độ để tiệt trùng sản phẩm bên trong đã
bị giảm. Do vậy, rất khó kiểm soát được vi sinh vật đặc biệt là bào tử vi khuẩn còn tồn tại
hay không.

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

16


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

 Hình thức khác của công nghệ đóng lon
Đối với công nghệ đóng lon này, sản phẩm đã được gia nhiệt trước sau đó
cho vào lon chứa, và lon chứa được tiệt trùng bằng chính sản phẩm gia nhiệt.khi

đó:
-

Sản phẩm dù gia nhiệt, nhưng có thể chưa đạt được nhiệt độ tiệt trùng (khoảng
140 0C) do vậy rất có thể còn tồn tại bào tử vi khuẩn.

-

Hơn nữa, dù sản phẩm đã gia nhiệt ở nhiệt độ tiệt trùng nhưng lon chứa chỉ dừng
lại ở “lon sạch”, và lon này lại được “tiệt trùng” bằng sản phẩm. Do vậy, nguy cơ
tái nhiễm vi sinh vật từ lon chứa rất cao.

2. Công nghệ bao gói vô trùng
a. Lịch sử

-

1951: Tetra Pak công bố công nghệ

đóng gói vô trùng đầu tiên: công nghệ rót liên tục
sản phẩm “sữa” tiệt trùng vào ống bao bì giấy kín
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

17


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

trong môi trường tiệt trùng.

-

1954: Tetra Pak hợp tác với Ursina/Alpura đóng sản phẩm tiệt trùng trong

bao bì giấy cho sản phẩm sữa “tiệt trùng”.

Đối với công nghệ bao gói vô trùng, sản phẩm và bao bì đều được tiệt
trùng, sau đó quá trình chiết rót lại được thực hiện trong điều kiện vô trùng. Sản
phẩm tạo ra được đóng gói kín. Nhờ vậy, sản phẩm tạo ra khả năng tồn tại vi sinh
vật trong sản phẩm là rất thấp.
Công nghệ

Đóng

lon

“cổ Đóng

Yêu cầu

điển”

(hấp

tiệt nóng)

lon

(rót Bao gói vô trùng

trùng)
Lon, bao bì

Sạch

Sạch

Tiệt trùng

Sản phẩm

Chế biến

Gia nhiệt

Tiệt trùng

Điều kiện chiết rót

Môi trường sạch, “rót nóng”, đóng Vô trùng
đóng nắp kín

Khả năng tồn tại cao

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

nắp kín
cao

Rất

thấp,

không

18


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

bào tử, vi sinh vật

tồn tại bào tử

ở thành phẩm

b. Sản phẩm “Aseptic”

Khác vời sản phẩm “tiệt trùng” 100% vi sinh vật bị tiêu diệt. Sản phẩm “Aseptic” chứa
ít hơn 100% vi sinh vật bị tiêu diệt. Nhưng không chứa:
 Chất độc
 Vi sinh vật gây bệnh
 Vi sinh vật có khả năng phát triển trong điều kiện tồn trữ và phân
phối bình thường.
3. Nguyên tắc hoạt động của máy chiết rót vô trùng

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

19

Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Sữa được tiệt trùng ngoài bao bì bằng thiết bị tiệt trùng liên tục dạng ống lồng ống
hoặc dạng bản mỏng sau đó được đóng bao bì.
Các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của xí nghiệp sản xuất, sau đó
được ghép cùng với các lớp vật liệu khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng
chu vi của thân trụ hộp (phải có phần ghép mí thân).

Mẫu mã bao bì

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

20


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Trước khi chiết rót cuộn nguyên liệu, bao bì được tiệt trùng bằng dung dịch H2O2 ,
loại dung dich H2 O2 (dùng dòng không khí nóng vô trùng 180°C) và được sấy khô trong
phòng kín vô trùng rồi được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy.
Sữa được tiệt trùng UHT ở nhiệt độ cao và thời gian cực ngắn: 143°C, t = 6 giây;
thời gian nâng nhiệt và hạ nhiệt độ tiệt trùng cũng xãy ra rất nhanh: 5- 6 phút.Sữa được
rót định lượng vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc.
Hộp sản phẩm được dòng nước phun để làm sạch chất lỏng dính ở các mối hàn
đầu và đáy, sau đó được thổi không khí nóng để khô hộp.Số lượng 4 hay 6 hộp sản phẩm
được xếp khối và bọc màng có PVC hoặc màng copolymer eva.

Người ta kết hợp tạo hình và tiệt trùng bao bì rồi chiết rót sữa vào bao bì trên cùng
một hệ thống thiết bị rót.
Sau khi đóng bao bì, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ thường trong thời gian 6 tháng
vẫn giữ được chất lượng sản phẩm. Sau khi mở bao bì sử dụng, phần thực phẩm còn thừa
lại phải được bảo quản lạnh 5- 10°C, thời gian bảo quản có thể 5 ngày.

Hình :sơ đồ cơ bản về thiết bị chiết rót Tetra Pak A3/speed
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

21


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Giấy được đưa lên trên bởi các con lăn, qua con lăn in date giấy được in mã hiệu
sản phẩm và hạn sử dụng đúng vị trí. Sau đó giấy qua bô phận phun gió nóng (300 0C)
làm lớp PE phia 1trong giấy chảy ra. Đưa lên con lăn dán strip để ép ½ miếng strip
dính vào phần PE của bao bì vừa được gia nhiệt (strip SA- Strip Application). Dán
strip SA xong, giấy được các con lăn đưa đến bộ phận sát trùng bằng H 2O2 ở 85 0C.
Sau đó được làm khô và tiệt trùng bằng tia UV trong môi trường vô trùng. Sự tiệt
trùng bề mặt tiếp xúc thực phẩm của vật liệu bao gói được thực hiện tại đây, sự kết
hợp của khí làm khô và tia UV giúp bề mặt tiếp xúc thực phẩm của vật liệu bao gói
được làm khô và tiệt trùng. Tiếp đến, giấy tiếp tục được đưa lên cao rồi đi xuống dần
dần để định dạng ống và hàn đường hàn dọc LS. Strip này có 2 chức năng: làm chặt
mối ghép dọc, và ngăn cản sản phẩm không tiếp xúc với mép lớp vật liệu giấy của vật
liệu bao gói. Trong quá trình này ½ miếng strip còn lại sẽ được dán nốt, lúc này giấy
đã trở thành một ống vật liệu bao gói thẳng. Ống rót sữa được bảo vệ bằng hơi bảo
hòa >110 0 C được lồng vào ống vật liệu bao gói. Sữa được rót và ống vật liệu bao gói
theo thể tích quy định và ngay khi đó ông vật liệu bao gói được hàn, cắt hai đầu tạo

hộp. Hàn ngang TS được thực hiện dưới mực chất lỏng rót. Hai cặp ngàm ép và hàn
lien tục kéo vật liệu bao gói chạy lên tục trong thiết bị rót. Hộp được tạo thành hình
dáng cuối cùng do bộ phận “final folder” nhờ sự gấp và những “tai” của hộp lên đỉnh
hay đáy của hộp. Những hộp này được đưa đi hoàn thiện sản phẩm:dán ống hút, màng
co, vô thùng, dán thùng.
4. Nguyên tắc công nghệ vô trùng
a. Tiệt trùng bao bì

- Bao bì được tiệt trùng bằng cách lội qua bể oxy già 35%, 85 oC, sau đó được làm
khô và tiệt trùng bằng UV trong môi trường vô trùng.
- Khí tiệt trùng được làm sạch ở 360 oC và được cấp vào buồng vô trùng tạo áp
dương duy trì điều kiện vô trùng cho hệ thống rót. Các thông số này được kiểm
soát tự động.
Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

22


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

- Hiệu quả tiệt trùng bao bì đối với các thiết bị Tetra Pak là 6 (giảm 10 6) của
Bacillus subtilis.
- Hiệu quả tiệt trùng bao bì phụ thuộc vào nồng độ peroxide, thời gian tiếp xúc của
bao bì với peroxide và nhiệt độ của peroxide.
- Độ sạch của bao bì cũng quyết định lượng vi sinh vật sống sót sau tiệt trùng bao
bì.
- Đô sạch bao bì phụ thuộc vào quy trình sản xuất, vận chuyển và lưu trữ bao bì,
phụ thuộc vào độ sạch của phòng rót và độ sạch của tay công nhân vận hành khi
tiếp xúc với bao bì.

 H2 O2 được dùng như một tác nhân tiệt trùng. Bao bì được tiệt trùng bằng cách lội
qua bể oxy già 35% ở 85oC khoảng 7 giây. Loại bỏ 1 phần H2O2 trên bề mặt tiếp
xúc thực phẩm của vật liệu bao gói nhở cặp con lăn ép theo sau là “dao gió”. Bên
cạnh đó, một dòng không khí nóng tiệt trùng 380 0 C cũng thổi qua bao bì giúp khử
H2 O2 còn dư. Sau đó tiệt trùng bằng UV trong môi trường vô trùng giúp đàm bảo
chắc chắn rằng bao bì đã diệt toàn bộ vi khuẩn trên bao bì.

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

23


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

Hình: hiệu quả diệt vi khuẩn bằng H2O2

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

24


Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói
GVHD: Đỗ Vĩnh Long

 Tạo và duy trì không gian tiệt trùng trong khi hình thành và rót hộp
Trước khi bắt đầu hoạt động rót vô trùng, máy rót phải được tiệt trùng để đạt được
không gian tiệt trùng trong khu vực rót sản phẩm.
Quá trình tiệt trùng máy rót được thực hiện bằng những tia H2O2, sau đó được sấy
khô bằng không khí nóng. Không khí nóng tiệt trùng được tạo ra nhờ một bộ phận

gắn kèm máy rót. Trong bộ phận tạo khí tiệt trùng, không khí từ môi trường được gai
nhiệt tới nhiệt độ >280 0C. Nhiệt độ này đủ để tiệt trùng không khí. Dung dịch H2 O2 (
nống độ 35%) được phun vào không khí nóng tiệt trùng, và bốc hơi lien tục. Hỗn hợp
không khí nóng tiệt trùng và hơi H2O2 đi vào tận những cấu trúc phúc tạp của máy
rót. Trong suốt quá trình sản xuất sự tiệt trùng phải được duy trì trong hệ thống.
Được thực hiện bằng 2 cách:


Liên tục cấp không khí tiệt trùng vào khu vực rót/hàn (ngang) để tách vật liệu bao
gói và sản phẩm khỏi không gian tiệt trùng.

 Trong suốt quá trình sản xuất vật liệu bao gói luôn chạy liên tục trong máy rót. Bề
mặt bao bì sẽ tiếp xúc với H2O2 và lớp H2O2 này sẽ bay hơi trong vùng gia nhiệt do
bộ phận gia nhiệt ống. Lượng H2 O2 bốc hơi này cùng với dòng không khí tiệt trùng
đều đặn lien tục sẽ ngăn vi sinh vật từ không gian không tiệt trùng xâm nhập vào hệ
thống.

Công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm

25